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Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V.

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Feierliche Eröffnung des Versuchs- und Leitungszentrum autonome Binnenschiffe

Versuchs- und Leitungszentrum autonome Binnenschiffe

VeLABi wurde durch das NRW-Verkehrsministerium feierlich eröffnet

Am 22. Oktober 2020 wurde das Versuchs- und Leitungszentrum Autonome Binnenschiffe „VeLABi“ am DST durch den Staatssekretär im NRW-Verkehrsministerium, Dr. Hendrik Schulte, eröffnet.

Im Anschluss an die Grußworte des Institutsdirektors des DST, des Vorstandsvorsitzenden der JRF, des Rektors der Universität Duisburg-Essen, des Hauptgeschäftsführers der Niederrheinischen IHK und des Impulsvortrgs des Geschäftsführers des DST, hat der Staatssekretär das VeLABi feierlich eröffnet. Bei einem Empfang im freien bot sich Gelegenheit zum Austausch. Zeitgleich erhielten die Gäste in Kleingruppen eine Führung durch das VeLABi und das DST.

Im Versuchs- und Leitungszentrum Autonome Binnenschiffe VeLABi wird das automatisierte Fahren in der Binnenschifffahrt erforscht und entwickelt. Mit leistungsfähigen Rechenclustern werden die KI-basierten Steuerungsalgorithmen entwickelt und trainiert. Ein frei konfigurierbarer Steuerstand in einem Schiffsführungssimulator mit einem 360° 3D-Projektionssystem, gepaart mit VR- und AR-Brillen, untersucht die Interaktion von autonomen und von Menschen gesteuerten Schiffen. Eine Leitstelle mit drei Arbeitsplätzen und einem interaktiven Kartentisch koordiniert den gemischten Verkehr. In Notfällen kann die Leitstelle auch direkt eingreifen und automatisierte Schiffe fernsteuern. Ergänzend stehen vier WissenschaftlerInnen-Arbeitsplätze zur Verfügung.

Forschungspartner des VeLABi sind u.a. die Universität Duisburg-Essen und die RWTH Aachen University. Nach der feierlichen Eröffnung durch das NRW-Verkehrsministerium wird VeLABi nun als Forschungsinfrastruktur für verschiedene Forschungsprojekte eingesetzt, etwa in den laufenden Projekten AutoBin und FernBin.

V.l.n.r.: Andree Haack (Stadt Duisburg), Dr. Stefan Dietzfelbinger (Niederrheinische IHK), Prof. Dr. Bettar Ould el Moctar (DST und UDE), Dr. Hendrik Schulte (VM NRW), Prof. Dr. Ulrich Radtke (UDE), Dr. Rupert Henn (DST), Prof. Dr. Dieter Schramm (UDE), Prof. Dr. Dieter Bathen (JRF und UDE)

Eröffnung des VeLABi: Institutsdirektor Prof. Dr. Bettar Ould el Moctar (links) und Geschäftsführer Dr. Rupert Henn (rechts) mit dem Staatssekretär im NRW-Verkehrsministerium, Dr. Hendrik Schulte (Mitte)

Staatssekretär im NRW-Verkehrsministerium, Dr. Hendrik Schulte, im VeLABi

Führung durch das VeLABi

Gefördert durch:

Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w/d)

Der neu geschaffene Fachbereich Autonomes Fahren befasst sich mit verschiedensten Fragestellungen zur Entwicklung von Assistenzsystemen und hochautomatisierten Fahrfunktionen. Für die Verstärkung unseres Teams suchen wir ab sofort einen

Wissenschaftlichen Mitarbeiter (m/w/d)

Ihre Aufgaben

  • Bearbeitung und inhaltliche Projektleitung von öffentlich geförderten Forschungsvorhaben und Projekten in der industriellen Forschung
  • Aktives Mitwirken beim Aufbau des Versuchs- und Leitungszentrums Autonome Binnenschiffe (VeLABi)
  • Softwareentwicklung und -wartung
  • Durchführen von Versuchskampagnen auf Binnen- und Seeschiffen
  • Mitarbeit bei der Modernisierung unserer Versuchsanlagen
  • Erstellen von wissenschaftlichen Berichten und Veröffentlichungen

Ihr Profil

  • Abgeschlossenes Hochschulstudium im Bereich der Ingenieurwissenschaften (Mechatronik, Maschinenbau, Regelungstechnik, Elektrotechnik, Schiffstechnik, o.ä.) oder Physik
  • Eingehende Erfahrungen mit speicherprogrammierbaren Steuerungen, Feldbussystemen und hardwarenaher Programmierung
  • Programmierkenntnisse (C++, C#, Python, Delphi)
  • Erfahrungen in einem oder mehreren der folgenden Bereiche:
    – Maschinelles Lernen, kognitive Systeme
    – Automatisierung und Robotik
    – Versuchs- und Messwesen
    – Nautische Bordelektronik
  • Eigenständige, proaktive und strukturierte Arbeitsweise
  • Sicheres Beherrschen der deutschen und englischen Sprache in Wort und Schrift

Wir bieten

  • Arbeit in einem motivierten und interdisziplinären Team
  • Anspruchsvolle, eigenverantwortliche Tätigkeit in einem international tätigen Forschungsinstitut
  • Leistungsgerechte Vergütung in Anlehnung an den TV-L einschließlich der betrieblichen Altersvorsorge durch die VBL

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann freuen wir uns über Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen, bevorzugt per E-Mail an oberhagemann@dst-org.de, oder per Post an

DST – Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e. V.
Oststraße 77
47057 Duisburg

Ihr Ansprechpartner: Dr.- Ing. Jan Oberhagemann, Tel.: 0203-99369-51

Technischer Mitarbeiter (m/w/d)

Wir suchen ab sofort einen

Technischen Mitarbeiter (m/w/d)

Ihre Aufgaben

  • Mitarbeit bei der Wartung und Modernisierung unserer Versuchsanlagen
  • Konzeption, Aufbau und Installation von Messsystemen für Versuchskampagnen

Ihr Profil

  • Ausbildung und/oder mehrjährige Erfahrung als Mechatroniker / Elektrotechniker
  • Kenntnisse beim Bau elektronischer Schaltung
  • Einschlägige Kenntnisse in speicherprogrammierbaren Steuerungen, hardwarenaher Programmierung (µC, SoC) und Feldbussystemen
  • Eigenständige, proaktive Arbeitsweise
  • Sicheres Beherrschen der deutschen und englischen Sprache in Wort und Schrift

Wir bieten

  • Arbeit in einem motivierten und interdisziplinären Team
  • Anspruchsvolle, eigenverantwortliche Tätigkeit in einem international tätigen Forschungsinstitut
  • Leistungsgerechte Vergütung in Anlehnung an den TV-L einschließlich der betrieblichen Altersvorsorge durch die VBL

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann freuen wir uns über Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen, bevorzugt per E-Mail an friedhoff@dst-org.de, oder per Post an

DST – Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e. V.
Oststraße 77
47057 Duisburg

Ihr Ansprechpartner: Dipl.- Ing. Benjamin Friedhoff, Tel.: 0203-99369-29

Ruderanlagen – Entwicklung einer webbasierten Entscheidungshilfe zur optimalen Ruderauslegung von Binnenschiffen auf Grundlage modernster Mess- und Berechnungsmethoden

Die strengeren Emissionsgrenzwerte für neue Schiffsmotoren und die mögliche Einführung eines Bewertungskriteriums hinsichtlich der energetischen Effizienz eines Binnenschiffsentwurfs stellen die Binnenschifffahrt vor große Herausforderungen. Eine individuelle und ganzheitliche Betrachtung des Zusammenwirkens von Schiffsrumpf, Antriebs- und Ruderanlage – wie bei Seeschiffen mittlerweile üblich – existiert in der Binnenschifffahrt bisher nicht. Es wird erwartet, dass mit einer systematischen Einbeziehung der Ruderanlagen und der zugehörigen Betriebsbedingungen Effizienzsteigerungen des Schiffsbetriebs bis zu 20 % erreicht werden können.

Auslegungsstrategien aus der Seeschifffahrt können aufgrund der komplexeren Manövrieranforderungen und der unterschiedlichen Bauweise der Ruderanlagen kaum angewendet werden. Innerhalb dieses Vorhabens soll daher ein allgemeiner Auslegungsleitfaden für Ruderanlagen von Binnenschiffen erarbeitet werden. Die hierzu fehlenden systematischen Daten werden sowohl mit Modellversuchen an aktuellen Rudertypen (die letzten systematischen Messungen sind ca. 30 Jahre alt), als auch mit numerischen Berechnungen im Modellmaßstab und in Großausführung ermittelt. Die Auswertung bereits laufender Großausführungsmessungen liefert Daten zu den realen Betriebsbedingungen. Der allgemeine Auslegungsleitfaden, der im Projekt erstellt wird, führt zu einem direkten Nutzen für die Binnenschifffahrtsunternehmen. Sie werden in die Lage versetzt, Optimierungspotenziale bei Schiffsneu- und Umbauten verlässlich zu bewerten und umzusetzen. Die Ruderhersteller und Werften können ihre Produkte weiterentwickeln und fundierte Beratungen und Dienstleistungen für ihre Kunden anbieten. Insbesondere für die Ingenieurbüros ist die Anwendung komplexer numerischer Simulationen von großem Interesse, da validierte Methoden zukünftig auch für die Untersuchung weiterer strömungsverbessernder Maßnahmen angewendet werden können.

Das Forschungsvorhaben 20545 N wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) gefördert.

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Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Matthias Tenzer
Tel.: 0203  99369-20

Autonomes Binnenschiff

Die Binnenschifffahrt steht vor neuen Herausforderungen: Nachwuchsprobleme bei den Schiffsführern und Besatzung, ein schärfer werdender Konkurrenzkampf mit anderen Verkehrsträgern und die Notwendigkeit die  Emissionsfußabdruck zu verkleinern. Diese Faktoren führen unter anderem dazu, dass der Verkehrsträger Binnenschiff die Effizienz erhöhen und den Personalbedarf perspektivisch senken muss, um weiter Konkurrenzfähig zu bleiben.

Das Forschungsvorhaben AutoBin hat zum Ziel, ein autonom fahrendes Binnenschiff zu entwickeln und auf einer Teststrecke nahe Dortmund zu erproben. Hierzu wird eine Steuerung entwickelt, die in der Lage ist, ein Schiff ohne menschliches Eingreifen von einem Startpunkt (einschließlich Ablegen) zu einem Zielpunkt (einschließlich Anlegen) zu steuern. Die Steuerung soll dabei in der Lage sein, jegliche Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern, dem Ufer und Bauwerken zu vermeiden und dabei alle gegebenen Verkehrsregeln einzuhalten.

Dieses Ziel soll erreicht werden, in dem die gleichen Ansätze, die im Straßenverkehr erfolgreich bei der Entwicklung von Assistenzsystemen angewendet wurden, auch hier genutzt werden. Die Steuerung (Schiffsführung) erfolgt dabei auf Basis neuronaler Netze, die zunächst durch maschinelles Lernen am Simulator weitestgehend selbstständig das Führen eines Schiffes erlernen soll.

Um das selbstständige Lernen zu ermöglichen und zu beschleunigen, muss zunächst ein geeigneter Fahrsimulator aufgesetzt werden. Dieser Simulator muss nicht nur die Physik der Fahrdynamik so realitätsnah wie möglich nachbilden, sondern auch die visuelle Darstellung der Teststrecke und die zur Teststrecke und variierenden Umgebungsbedingungen korrespondierenden Sensordaten.

Letzteres ist insbesondere für die Objekt-Erkennung, -Klassifikation und -Verfolgung relevant, um nicht nur die Wasserstraße erfassen zu können, sondern auch andere Verkehrsteilnehmer (Sportboote, etc.) und sonstige Nutzer der Wasserstraßen (Schwimmer, etc.) erkennen, verfolgen und klassifizieren zu können.

Um die Darstellung der Teststrecke so genau wie möglich abbilden zu können, wird direkt zu Projektbeginn ein Schiff mit entsprechender Sensorik ausgestattet. Dies dient zuerst der Validierung der simulierten Sensordaten beim maschinellen Lernen sowie der Simulation von Sondersituationen. Dieselben Sensoren werden später für den Betrieb der Steuerung an Bord verwendet.

Sobald in der Simulation im Fahrsimulator eine zufriedenstellende Zuverlässigkeit erreicht wird, erfolgt die Erprobung mit dem realen, bereits ausgerüsteten Schiff. Hierbei wird zunächst jedes Einzelsystem separat erprobt und im Anschluss sukzessive der Grad des autonomen Fahrens erhöht. Eine Übernahme durch einen menschlichen Schiffsführer ist jederzeit möglich ist, um eine separate Sicherheitsschicht zu gewährleisten. Hierzu wird eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt, die dem Schiffsführer das beabsichtigte Schiffsverhalten sowie das erkannte Verhalten anderer Objekte gleichzeitig anzeigt.

Projektlaufzeit: 1.10.2019 – 30.09.2022

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jan Oberhagemann

Dieses Vorhaben wird gefördert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie aus Mitteln des Landes Nordrhein-Westfalen.

             

DüPro – Systematische Untersuchung von Düsenpropellern für die Binnenschifffahrt

Das abgeschlossene Projekt „Bestimmung des effektiven Propellerzustroms für die Binnenschifffahrt“ zeigt deutlich, dass sich die Betriebsbedingungen der Antriebsorgane an verschiedenen Hinterschiffen und Wassertiefen extrem unterscheiden. In der modernen Binnenschifffahrt kommen überwiegend gemantelte Propeller als Propulsionsorgan zum Einsatz. Die Auslegung der Antriebe erscheint häufig fertigungstechnisch oder aus Marketing-Sicht motiviert zu sein, anstatt das Ergebnis einer gesamtwirtschaftlichen Optimierung darzustellen. Kriterien wie Effizienz, Eignung für geringe Tiefgänge, Stoppvermögen, Investitionskosten, mechanische Robustheit und Einfluss auf die Sohlenerosion erfordern teilweise widersprüchliche Maßnahmen.

Im Fokus der Arbeiten des dreijährigen Projektes stehen daher systematische Untersuchungen der komplexen Zusammenhänge zwischen Schiff, Propulsor und Wasserstraße. Hierfür werden zahlreiche Propulsions- und Freifahrtversuche mit verschiedenen Anordnungen durchgeführt. Anknüpfend an das Propellerzustrom-Projekt werden zwei der dort getesteten Rumpfformen in einem größeren Maßstab gebaut, so dass zusätzlich Informationen zu Maßstabseffekten gewonnen werden. Zudem wird je ein Hinterschiff mit Ruderpropellern und dem modernen Flextunnel-Konzept entworfen, im Modellmaßstab gebaut und getestet. Ergänzt werden die Untersuchungen durch CFD-Simulationen und PIV-Messungen.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Benjamin Friedhoff
Tel.: 0203 99369-29

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14.11.2019 – JRF vor Ort: Green & Smart Shipping in NRW.

Wann kommt das autonom fahrende, emissionsfreie Binnenschiff?

NRW kann angesichts übervoller Straßen und Schienenwege auf keinen Verkehrsträger verzichten. Die Wasserstraßen haben daher seit jeher eine große Bedeutung. Rund 25 Prozent aller Gütermengen werden mit dem Binnenschiff transportiert. Doch kann das System Wasserstraße mit Schiene und Straße weiterhin mithalten? Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss die Binnenschifffahrt grüner und smarter werden. Sind autonom fahrende Binnenschiffe mit Elektroantrieb die Zukunft? Um das herauszufinden und erste Schritte in diese Richtung zu realisieren, ist NRW bestens geeignet: Mit Rhein, Ruhr und einem engen Kanalnetz bildet NRW eine ideale Modellregion. Ein Testfeld auf dem Dortmund-Ems-Kanal ist bereits vorbereitet. Zur Entwicklung und Erprobung von „Green & Smart Shipping“, soll eine Gesellschaft gegründet werden, die die Expertise aus Wissenschaft und Wirtschaft bündelt – damit NRW ein Vorreiter in Deutschland bleibt!

Die aktuelle Forschung und Entwicklung in diesem Bereich wird auf der Veranstaltung in kompakter Form und gut verständlich erläutert. Anschließend diskutieren die Vortragenden mit dem Publikum über die Bedeutung und die Zukunft der Binnenschifffahrt in NRW – und darüber hinaus. Eine Führung durch das DST und die Ausstellung „Zukunftsvisionen“ gehören ebenfalls zum Rahmenprogramm.

Die Veranstaltung ist öffentlich, kostenfrei und richtet sich an Interessierte aus Politik, Verwaltung, Unternehmen und zivilgesellschaftlichen Organisationen.

Teilnahme nach Anmeldung.


Programm (pdf )

16:00 Uhr
Begrüßung
– Prof. Dr.-Ing. Dieter Bathen, JRF-Vorstandsvorsitzender

Grußwort
– Dr. Hendrik Schulte, Staatssekretär im Verkehrsministerium des Landes NRW

Impulsvortrag
Die Bedeutung der Binnenschifffahrt für NRW.
Niederrheinische IHK Duisburg-Wesel-Kleve zu Duisburg
– Ocke Hamann, Geschäftsführer für den Bereich Standort, Digital, Innovation, Umwelt

Impulsvortrag
Green! Wege zum emissionsfreien Binnenschiff.
DST – Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme sowie
ISMT – Institut für Schiffstechnik und Transportsysteme, Universität Duisburg-Essen
– Prof. Dr.-Ing. Bettar O. el Moctar, Institutsdirektor

Impulsvortrag
Smart! Vom digitalen Testfeld zum autonomen Binnenschiff.
IRT – Institut für Regelungstechnik, RWTH Aachen
– Prof. Dr.-Ing. Dirk Abel, Institutsleiter

Diskussionsrunde mit den Rednern
Die Zukunft der Binnenschifffahrt in NRW.

  • Land NRW: Dr. Hendrik Schulte, Staatssekretär im Verkehrsministerium des Landes NRW
  • IHK: Ocke Hamann, Geschäftsführer für den Bereich Standort, Digital, Innovation, Umwelt
  • DST/ISMT: Prof. Dr.-Ing. Bettar O. el Moctar, Institutsdirektor
  • IRT: Prof. Dr.-Ing. Dirk Abel, Institutsleiter

Moderation: Ramona Fels, Geschäftsführerin der JRF

17:30 Uhr

Führung
Erlebbare Zukunftsvision (Stände)
Parallel Empfang

Ca. 19:00 Uhr
Ende der Veranstaltung

Versuchs-und Leitungszentrum Autonome Binnenschiffe

Ab dem 1. Oktober beginnt der Aufbau des neuen Versuchs- und Leitungszentrum Autonome Binnenschiffe am DST. Zusammen mit den Forschungspartnern von der Universität Duisburg-Essen und der RWTH Aachen wird die Forschungsinfrastruktur aufgebaut, die für die Forschung und Entwicklung zum Automatisierten Fahren in der Binnenschifffahrt erforderlich ist.

Das neue Zentrum beinhaltet unter anderem:

• einen modernen, frei konfigurierbaren Steuerstand in einem Schiffsführungssimulator mit einem 360° 3D-Projektionssystem

• eine Leitstelle mit 3 Arbeitsplätzen zur Koordinierung des gemischten Verkehrs von traditionellen und automatisierten Binnenschiffen

• 4 Wissenschaftler-Arbeitsplätze mit der erforderlichen Computerausstattung für die Entwicklung KI-basierter autonomer Steuerungssysteme

 

 

Das Projekt wird gefördert mit Mitteln der Landes NRW. Die Eröffnung ist für März 2020 geplant.

AISS 2019 – Autonomous Inland and Short Sea Shipping Conference

Am 17. Mai 2019 findet die erste Konferenz zum automatisierten Fahren Binnen- und Küstenschifffahrt in Duisburg statt. 

Programm

08:00 Registration
08:30 Opening: O. el Moctar/D. Schramm, University of Duisburg-Essen, NN: Ministry of transport NRW
08:45 D. Schramm: Automotive autonomous and assisted driving – Status and Challenges, University of Duisburg-Essen
09:10 A. Lutz: Trackpilot: First step toward autonomous sailing – case study and recent developments, Argonics
09:35 M. Kosch, D. Abel, R. Zweigel: Full-automatic river ferry: A concept overview, RWTH Aachen University
10:00 R. Ziebold1, A. Heßelbarth1, R. Raulefs1, M. Wirsing1, M. Sandler2, A. Lutz3, A. Lachmayer3, M. Hoppe4, T. Dettmann5, J. Zimmermann6, J. Alberding7, M. Uhlemann7Towards an automatic entering of inland waterway locks
1DLR, 2Innovative Navigation, 3Argonics, 4WSV Verkehrtstechnik, 5BAW, 6Weatherdock, 7Alberding
10:25 Coffee Break
10:55 S. Helling, M. Lutz, T. Meurer: Autonomous docking of marine vessels in constrained environments, Kiel University
11:20 C. Schyr: Validation of highly automated systems for inland vessels in a virtual test field, AVL Germany
11:45 S. Feuerstack1, A. Hahn2Validation and verification of assistant systems and highly automated ships,
1OFFIS Institute for Information Technology, 2University of Oldenburg
12:10 G. Chillcce, O. el Moctar: Mathematical models for manoeuvring of inland vessels, University of Duisburg-Essen
12:35 Lunch
13:30 P. Potgraven: Approach of the ministry of transport, infrastructure and watermanagement for smart shipping in the Netherlands, Ministry of Infrastructure and Watermanagement
13:55 A. Colling: The vessel train – Platooning on short seas and inland waterways, TU Delft
14:20 J. Merenluoto: One sea – Steps towards autonomous maritime transport systems, DIMECC
14:45 C. Kooij: Towards unmanned cargo ships: The effects of automating navigational tasks on crew levels, TU Delft
15:10 Coffee Break
15:30 S. Feldmann: Generative design of computer generated imagery scenarios for advanced training of neutral network algorithms, Hochschule Aalen
15:50 R. Henn: Impact of automated navigation on inland waterway transport, Development Centre for Ship technology and Transport Systems, Duisburg
16:15 O. Hamann, A. Kortenjann: Competence Centre for Autonomous Inland and Short Sea Shipping Rhein-Ruhr, Ruhr IHK
16:25 Closing: D. Abel, RWTH Aachen University; O. el Moctar, University of Duisburg-Essen

Weitere Informationen finden Sie auf https://aiss2019.com.

 

Wegweisende Konzepte
für Schifffahrt und Logistik

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  • Jrf Logo Slide 001
  • Logo UDE
  • ZLV Logo Weboptimiert1

Adresse

DST
Entwicklungszentrum für
Schiffstechnik und Transportsysteme e.V.

Oststraße 77
47057 Duisburg

Tel.: 0203 - 99 36 9 - 0
Fax: 0203 - 99 36 9 - 70

E-Mail: dst@dst-org.de

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